Giáo trình Cấp thoát nước - Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực - Nguyễn Thống

nước. CHƯƠNG 3: Mạng lưới cấp nước khu vực. CHƯƠNG 4: Mạng lưới cấp nước bên trong. CHƯƠNG 5: Mạng lưới thoát nước bên trong. CHƯƠNG 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. CHƯƠNG 7: Tổng quan về xử lý nước thải. CHƯƠNG 8: Phần mềm EPANET và SWMM. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 3 MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC KHU VỰC CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 4 MUÏC ÑÍCH - Tính toaùn vaø thieát keá heä thoáng thoaùt nöôùc möa cho moät khu vöïc. - Tính toaùn vaø thieát keá heä thoáng thoaùt nöôùc thaûi (sinh hoaït, saûn xuaát) cho moät khu vöïc. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 5 NỘI DUNG 1. Tổng quan. 2. Tính thoát nước mưa với Phương pháp thích hợp (tỷ lệ). 3. Giới thiệu sơ lược về mô hình tính thoát nước mưa SWMM (Storm Water Management Model). CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 6 TỔNG QUAN 2 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 7 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 8 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 9 Mưa xảy ra trên khu vực  tạo nước chảy TRÀN MẶT.  Hệ thống thoát nước mưa có nhiệm vụ CHỦ ĐỘNG chuyển lượng nước chảy tràn mặt này RA KHỎI KHU VỰC. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 10 PHƯƠNG PHÁP THOÁT NƯỚC  Thoát nước tự chảy.  Thoát nước động lực (bơm).  Kết hợp. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 11 MỘT SỐ KHÁI NIỆM & ĐỊNH NGHĨA CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 12 LƯU VỰC 3 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 13 KHAÙI NIEÄM KHU VÖÏC THOAÙT NÖÔÙC Ñöôøng ñaúng taäp trung nöôùc Ranh giôùi khu vöïc Ñieåm taäp trung thoaùt nöôùc khu vöïc (A) Tieåu khu vöïc A j (jt) A A Z (Tk) Y (Tj) Q t 2t nt CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 14 THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC Thời gian tập trung nước của một KHU VỰC về đến ĐIỂM TẬP TRUNG NƯỚC là thời gian CẦN THIẾT cần có để nước ở vị trí “BẤT LỢI” nhất chảy về điểm TẬP TRUNG NƯỚC khu vực. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 15 THÔØI GIAN TAÄP TRUNG NÖÔÙC T t Ñöôøng ñaúng taäp trung nöôùc Ranh giôùi khu vöïc Ñieåm taäp trung nöôùc A Tieåu khu vöïc A j (jt) A A Z (Tk) Y (Tj) Q t 2t nt Tt =max(T1, T2,...,Tk). Ñieåm möa rôi CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 16 T(h) Q(m3/s) q Δt Qmax Thuûy ñoà doøng chaûy (Hydrograph) q (mm/h): cöôøng ñoä möa Δt: böôùc thôøi gian D/tích S i löôïng nöôùc ñeán töø tieåu dieän tích A i A j max Möa rôi Qi CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 17 CAÙC YEÁU TOÁ TAÏO LÖU LÖÔÏNG DOØNG CHAÛY MAËT Q (Runoff) - Dieän tích khu vöïc höùng nöôùc möa A i ; - Cöôøng ñoä möa rôi treân khu vöïc I(mm/h); - Khaû naêng thaám nöôùc dieän tích beà maët thu nöôùc C (heä soá doøng chaûy, tyû leä nöôùc chaûy maët/toång löôïng nöôùc rôi). )s/m(C.I.AQ 3 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 18 Tröôøng hôïp 1. Xeùt tröôøng hôïp möa keùo daøi 1t treân khu vöïc: luùc t=0  Q(0) =0 luùc t 1 =t  Q(t 1 ) =A 1 IC 1 luùc t 2 =2t  Q(t 2 ) =A 2 IC 2 luùc t j =jt  Q(t j ) =A j IC j luùc t n =nt  Q(t n ) =A n IC n luùc t n+1 =(n+1)t  Q(t n+1 ) =0 trong ñoù: - A 1 : dieän tích tieåu khu vöïc 1, . - C 1 : heä soá doøng chaûy (phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän thaám cuûa A 1 ) - A 1 I laø theå tích nöôùc möa rôi treân dieän tích A 1 töø luùc khôûi ñaàu möa cho ñeán thôøi ñieåm t 1 =t; - A 1 IC 1 laø theå tích nöôùc cuûa doøng chaûy (trong thôøi ñoaïn t), thaùo ra khoûi löu vöïc, ñeán töø tieåu khu vöïc A 1 ,.. Hết mưa ! 4 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 19 Tröôøng hôïp 2. Xeùt tröôøng hôïp möa keùo daøi 2t treân khu vöïc: luùc t=0  Q(0) =0 luùc t 1 =t  Q(t 1 ) =A 1 IC 1 luùc t 2 =2t  Q(t 2 ) = A 1 IC 1 + A 2 IC 2 luùc t 3 =3t  Q(t 3 ) = A 2 IC 2 + A 3 IC 3 luùc t j =jt  Q(t j ) = A j-1 IC j-1 + A j IC j luùc t n =nt  Q(t n ) = A n-1 IC n-1 + A n IC n luùc t n+1 =(n+1)t  Q(t n+1 ) = A n IC n luùc t n+2 =(n+2)t  Q(t n+2 ) = 0. Hết mưa ! CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 20 Tröôøng hôïp 3. Xeùt tröôøng hôïp möa keùo daøi 3t ?? luùc t=0  Q(0) =? luùc t 1 =t  Q(t 1 ) =? luùc t 2 =2t  Q(t 2 ) = ? luùc t 3 =3t  Q(t 3 ) = ? luùc t 4 =4t  Q(t 4 ) = ? luùc t 5 =5t  Q(t 5 ) = ? luùc t j =jt  Q(t j ) = ?  Keát luaän veà cöôøng ñoä Q max ? (löu löôïng lôùn nhaát taïi ñieåm taäp trung nöôùc A khi möa caøng keùo daøi). Hết mưa ! CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 21 NHẬN XÉT CHUNG  Mưa càng “kéo dài”  Lưu lượng max xảy ra tại A tăng dần ! Keát luaän: Löu löôïng max (Q max ) “LỚN NHẤT” taïi ñieåm taäp trung nöôùc A seõ xaûy ra khi thôøi gian keùo daøi côn möa baèng (hoaëc lôùn hôn) thôøi gian taäp trung nöôùc cuûa khu vöïc nghieân cöùu (nt). CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 22 LƯU LƯỢNG QMAX Q TMƯA 0 TTập trung nước khu vực QMax-Max Giá trị Qmax xảy ra 1t Qmax_1 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 23 Cöôøng ñoä Möa I- [mm/h or (l/s)/ha] Ñöôøng IDF (Intensity- Duration- Frequency). Frequency Duration (minute) In te n s it y CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 24 Với một tần suất cho trước, quan hệ giữa cường độ mưa I & thời gian kéo dài TC: - A, B caùc tham soá phuï thuoäc khu vöïc nghieân cöùu. - T c (phuùt) thôøi gian keùo daøi côn möa. Vuøng TP. Hoà Chí Minh (n/cöùu cuûa JICA): c A I T B   c 18125.6 I (lit / s / ha) T 36.7   5 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 25 HEÄ SOÁ DOØNG CHAÛY C vôùi Q m löu löôïng nöôùc chaûy traøn maët khi löôïng möa rôi treân khu vöïc laø Q 0 .  m 0 Q C 0 1 Q    Beà maët Heä soá doøng chaûy, C Ñöôøng beâ toâng, traùng nhöïa 0.70-0.95 Ñöôøng laùt ñaù cheû, gaïch 0.70-0.85 Maùi lôïp 0.75-0.95 Runoff CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 26 Troàng coû, ñaát loaïi coù nhieàu caùt C - Baèng phaúng (<2%) 0.05-0.10 - Ñoä doác trung bình (töø 2% ñeán 7%) 0.10-0.15 - Ñoä doác lôùn (>7%) 0.15-0.20 Troàng coû, ñaát chaët - Baèng phaúng (<2%) 0.13-0.17 - Ñoä doác trung bình (töø 2% ñeán 7%) 0.18-0.22 - Ñoä doác lôùn (>7%) 0.25-0.35 Ñöôøng vaøo garage coù laùt ñaù 0.15-0.30 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 27 Khu thoát nước THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC T T =(tf + te) Điểm tập trung nước XEM XÉT tf-1 tf-2 tf-3 te Điểm thu nước tf thời gian nước chảy trong cống te  thời gian nước chảy tràn mặt A CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 28 THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC VỀ ĐIỂM N A5=3ha, te (5)=8’ 1 2 3 4 5 6 A6=3ha, te (6)=8’ A4=4ha, te (4)=15’ A3=5ha,te (3) =12’ tf (5-3) tf (1-2)=L1-2/V1-2 tf (6-3) tf (3-2) tf (2-4) Ñieåm taäp trung nöôùc khu vöïc CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 29 Thời gian tập trung nước T:  T e : thời gian nước chảy traøn maët về hố thu nước (5-20 ph)  T f : thời gian nước chảy (khoâng aùp) trong cống về điểm thoaùt nước A.  i  tất cả các khả năng nước rơi trên khu vực & sẽ tập trung về điểm thu nước xem xét A. ifeA )TTmax(T  CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 30 Ví dụ: Thời gian tập trung nước về nuùt 3. Nút 2:              )ttt(),tt( ),ttt(),tt( maxT 23 f 36 f 6 e 23 f 3 e 23 f 35 f 5 e 24 f 4 e 2  )tt(),t(),tt(maxT 36f6e3e35f5e3   6 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 31 Baøi tập: Laáy sô ñoà tröôùc, tính thời gian tập trung nuớc T về nuùt 4, 5, 6, 3, 2 vaø 1 với: 1-2 2-3 3-5 3-6 2-4 L(km) 0,5 0,6 0,4 0,5 0,8 V(m/s) 1,8 1,6 1,5 1,4 1,2 ĐS: Nút 4  . .. Nút 1  T1= 30,7 (ph) CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 32 Bài tập: Tính diện tích khu vực thoát nước xét đến các vị trí thoát nước sau:  điểm 3  điểm 2  điểm 1. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 33 COÂNG THÖÙC XAÙC ÑÒNH LÖU LÖÔÏNG DOØNG CHAÛY MẶT (Q) TAÏO RA KHI MÖA (CA) : dieän tích “khoâng thaám” töông ñöông. C: heä soá doøng chaûy. I (mm/h, l/s/ha): cöôøng ñoä möa. A(m 2 , ha, km 2 ) : dieän tích khu vöïc 3Q CIA(m / s) CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 34 QUY HOẠCH MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 35 Điểm thoát nước khu vực Trạm mưa Tiểu khu thoát nước Đường ống Nút m/lưới CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 36 VỊ TRÍ (ĐIỂM) THOÁT NƯỚC KHU VỰC THIẾT KẾ  Sông, rạch tự nhiên trong khu vực thiết kế.  Địa hình, địa vật  Các phương án thoát nước khu vực  Điều kiện thủy văn tại các vị trí thoát nước khu vực. 7 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 37 BỐ TRÍ TRỤC THOÁT NƯỚC CẤP I KHU VỰC (trục chính)  Xuất phát từ điểm thoát nước khu vực  Bố trí theo trục giao thông chính  Theo xu thế độ dốc chính của địa hình  Có thể xem xét phương án cống hộp hoặc bố trí “kép” nếu lưu lượng lớn. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 38 BỐ TRÍ TRỤC THOÁT NƯỚC CẤP II, III, KHU VỰC  Xuất phát từ trục cấp cao hơn  Theo hệ thống giao thông  Theo xu thế chính của địa hình  Cống cấp thấp nhất bảo đảm thu nước mưa tại bất kỳ tiểu khu vực nào của khu vực thiết kế. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 39 MỘT SỐ LƯU Ý & NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 40  Chế độ thủy lực là chảy không áp  Thông thường đó là mạng lưới cụt (nhánh cây)  Nên bố trí mạng lưới đường ống theo xu thế độ dốc của địa hình, trừ các trường hợp đặc biệt cần phải luận chứng.  CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 41  Độ dốc đặt cống > 0 (>=imin)  Khi cần thiết  bố trí trạm bơm  tránh tình trạng đường ống chôn QUÁ SÂU vào lòng đất. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 42 Trong một số trường hợp khu vực KHÔNG thể thoát nước tự chảy  phải dùng bơm để thoát nước khu vực (thoát nước động lực). 8 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 43 LOẠI ĐƯỜNG ỐNG THOÁT NƯỚC  Tròn  Vuông (chữ nhật) CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 44 SAÛN PHAÅM ÑK TRONG (mm) ÑK NGOAØI (mm) HOAÏT TAÛI TL (Taán) Coáng BTCT D300mm, L=4m 300 400 H10 - X60 0.58 Coáng BTCT D400mm, L=4m 400 500 H10 - X60 0.75 Coáng BTCT D600mm, L=4m 600 760 H10 - X60 1.78 Coáng BTCT D800mm, L=4m 800 960 H10 - X60 2.30 Coáng BTCT D1000mm, L=4m 1000 1180 H10 - X60 3.43 Coáng BTCT D1200mm, L=4m 1200 1440 H10 - X60 4.45 Coáng BTCT D1500mm, L=4m 1500 1740 H10 - X60 5.44 Coáng BTCT D2000mm, L=4m 2000 2300 H10 - X60 9.00 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 45 VÁN KHUÔNG ĐÚC LY TÂM CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 46 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 47 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 48 9 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 49 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 50 ÔN DÒNG CHẢY ỔN ĐỊNH & ĐỀU TRONG ỐNG TRÒN (p/p tra bảng, Phụ lục 3) Manning   )s/m( n iR V 2/13/2 R  baùn kính thuûy löïc,   dieän tích öôùt i  độ dốc oáng, h  chieàu saâu nöôùc n  heä soá nhaùm, Q  löu löôïng 3/2R i nQ Q.V  CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 51 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Từ đó: )D/h(F i nQ 3/2 3/5     h D Chu vi ướt  A C B CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 52 PHƯƠNG PHÁP GIẢI  Với mỗi giá trị đường kính D Giả thiết các giá trị h/D  Tính  Thiết lập bảng sau (xem sau).  Áp dụng: Có F  h/D &   dùng kết quả để phục vụ tính khác.  &/F 2/33/5 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 53 D(m)= 0.3 D(m)= 0.4 h/D F(h/D) ω(h/D) F(h/D) ω(h/D) 0.94 0.01352 0.0690 0.0291 0.123 0.93 0.01352 0.0685 0.0291 0.122 0.92 0.01349 0.0680 0.0291 0.121 0.91 0.01345 0.0675 0.0290 0.120 0.90 0.01340 0.0670 0.0289 0.119 0.89 0.01333 0.0665 0.0287 0.118 0.88 0.01325 0.0659 0.0285 0.117 0.87 0.01316 0.0653 0.0283 0.116 0.86 0.01306 0.0647 0.0281 0.115 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 54 HƯỚNG DẪN CHỌN Dmin KHI ĐÃ CÓ GIÁ TRỊ F  Xét theo thứ tự ưu tiên từ D bé  D lớn hơn: F(h/D) Dmin F(h/D) Dmin <=0.0135 0.3 <=0.335 1.0 <=0.0291 0.4 <=0.545 1.2 <=0.0859 0.6 <=0.988 <=1.607 1.5 1.8 <=0.185 0.8 <=2.129 2.0 10 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 55 Baøi taäp 1. Moät khu vöïc coù dieän tích A=10ha. Heä soá doøng chaûy C=0.4. Möa trong khu vöïc coù daïng: Khu vöïc coù thôøi gian taäp trung nöôùc T=30 phuùt. a. Tính löu löôïng max (m 3 /s) chaûy qua ñieåm taäp trung nöôùc khu vöïc (coáng thu). Q=CIA (m 3 /s). b. Giaû thieát coáng thu troøn coù ñoä doác i=10 -3 , n=0.018, xem coáng chaûy ñeàu khoâng aùp. Chọn D (min), tính ñoä ñaày h/D,  vaø V töông öùng (p/luïc 3). )h/mm( 40)ph(T 3500 I c   CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 56 Baøi taäp 2. Moät khu vöïc coù dieän tích A=0.25km 2 . Heä soá doøng chaûy C=0.4. Möa trong khu vöïc coù daïng: Khu vöïc coù thôøi gian taäp trung nöôùc T=40 phuùt. a. Tính löu löôïng max (m 3 /s) chaûy qua ñieåm taäp trung nöôùc khu vöïc (coáng thu). b. Giaû thieát coáng thu coù ñoä doác i=10 -3 vaø heä soá nhaùm n=0.018, xem coáng chaûy ñeàu (khoâng aùp). Chọn D (min), tính ñoä ñaày h/D,  vaø V töông öùng.         ha s/l 50)ph(T 12000 I c CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 57 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA BẰNG PHƯƠNG PHÁP THÍCH HỢP (TỶ LỆ) (Rationnel method) CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 58 MỘT SỐ LƯU Ý - AÙp duïng tính thoaùt nöôùc khu vöïc vöøa vaø beù (<3- 5 km 2 ). Söû duïng nhieàu cho khu ñoâ thò. - Thôøi gian keùo daøi côn möa trong coâng thöùc tính cöôøng ñoä möa I laáy baèng thôøi gian taäp trung nöôùc ñeán ñieåm xeùt  löu löôïng thoaùt Q max  duøng giaù trò naøy thiết kế đường ống tương ứng. - Thieát keá trong tröôøng hôïp “baát lôïi” nhaát  moãi ñoaïn oáng (D khoâng ñoåi) tính kích thöôùc vôùi Q max. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 59 MỘT SỐ LƯU Ý  Quy ước: Nước chỉ vào hệ thống cống thoát thông qua các điểm thu nước mạng lưới (KHÔNG đi vào trên dọc đoạn ống). CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 60 MỘT SỐ LƯU Ý - Phöông phaùp thuûy löïc  Doøng chaûy OÅN ÑÒNH & ÑEÀU  Khoâng theå duøng trong tröôøng hôïp ñieåm thoaùt nöôùc khu vöïc bò aûnh höôûng “trieàu”.  KHOÂNG THEÅ AÙP DUïNG tính cho tröôøng hôïp ñaët coáng coù ñoä doác i <=0. - Giaûi baèng phöông phaùp laäp baûng. 11 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 61 CÁC BƯỚC THỰC HÀNH P.P. THÍCH HỢP Lập bảng tính có dạng sau: CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 62 Laäp baûng tính (tham khaûo taøi lieäu trang 174): OÁng L (m) i C i A i (ha, m2) T (ph) I (mm/h, l/s/ha) (0) (1) (2) (3) (4) (5) 1-3 . . . . . Q F(h/D) Dchon h/D  V Tf(ph) (6) (7) (8) (8bis) (9) (10) (11) . . . . . . . CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 63 (0)  TÊN CÁC ĐOẠN ỐNG TRONG MẠNG LƯỚI.  Các đoạn ống được tính theo thứ tự nhất định sau: CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 64  Baét ñaàu tính cho caùc oáng nhaùnh (cuoái maïng , ñaàu nguoàn) tröôùc.  Tính töø COÁNG coù caáp NHOÛ NHAÁT (cuoái maïng) leân caáp LÔÙN hôn vaø tieáp tuïc cuoái cuøng veà truïc caáp 1 cuûa khu vöïc (thoaùt ra ñieåm thu nöôùc khu vöïc, xem sô ñoà sau).  CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 65 A2=5ha C2=0.5 A 1 =5ha C 1 =0.3 A 3 =5ha C 3 =0.4 A 4 =4ha C 4 =0.4 1 2 3 4 5 Thứ tự tính trong cột (0):  1 - 3  2- 4  3 - 4  4 - 5 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 66 Chuù yù:  Trong moãi ñoaïn oáng xeùt löu löôïng ñaàu oáng vaø cuoái oáng laø nhö nhau (vì theo giaû thieát cuûa phöông phaùp laø KHOÂNG coù nhaäp löu treân chieàu daøi tuyeán oáng).  Hoaøn taát tính toaùn cho töøng ñoaïn oáng tröôùc khi qua ñoaïn oáng keá. 12 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 67 (1)  Chiều dài đoạn ống (2)  Độ dốc đặt ống (>0) (3)  Tính  Xem giải thích với sơ đồ mạng lưới sau: i i i C A CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 68 ĐỂ XÁC ĐỊNH CiAi  XEM XÉT ĐOẠN ỐNG ĐƯỢC LẮP ĐẶT ĐỂ PHỤC VỤ CHO CÁC TIỂU KHU THOÁT NƯỚC NÀO ? CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 69 A2=5ha C2=0.5 A 1 =5ha C 1 =0.3 A 3 =5ha C 3 =0.4 A 4 =4ha C 4 =0.4 1 2 3 4 5 Ví dụ:  Xét đoạn ống 3-4  có A1C1+A3C3  Xét đoạn ống 2-4 có A2C2 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 70 (4) T(ph)  Thời gian tập trung nước về ĐẦU ĐƯỜNG ỐNG xét. Thôøi gian keùo daøi côn möa T c (duøng tính I, coät 5) laáy baèng T(ph) này  taïo ra Q max lôùn nhaát: c e fT T T T (ph)   CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 71 T e : thôøi gian nöôùc chaûy veà mieäng thu nöôùc (5'20'). T f : chæ toång thôøi gian nöôùc chaûy töø ñaàu oáng "xa nhaát" veà ñeán ñieåm ñaàu oáng coáng xeùt. L i , V i : chieàu daøi cuûa ñoaïn oáng thöù i vaø vaän toác trung bình (Q i / i ). i : chæ taát caû caùc ñoaïn oáng maø nöôùc sau khi taäp trung vaøo ñieåm thu nöôùc vaø ñi veà ñieåm taäp trung nöôùc xem xeùt. i f i i L T (ph) V  CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 72 HÖÔÙNG DAÃN TÍNH (4) Xem xét & tính TẤT CẢ các thời gian mà nước xuất phát từ nguồn (có thể) sẽ tập trung về ĐẦU đường ống xét:  T(ph) = Max(T i , T j , T k ,) 13 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 73 (5): Tính cöôøng ñoä möa I (cho “ñaàu” moãi ñoaïn ñöôøng oáng xeùt)   Dùng số liệu (4) & công thức tính cường độ mưa (chú ý đơn vị). CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 74 Laäp baûng tính (tham khaûo taøi lieäu trang 174): OÁng L (m) i C i A i (ha, m2) T (ph) I (mm/h, l/s/ha) (0) (1) (2) (3) (4) (5) 1-2 . . . . . Q(m3/s) F(h/D) Dchon h/D  V(m/s) Tf(ph) (6) (7) (8) (8bis) (9) (10) (11) . . . . . . . CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 75 (6) =(3)*(5)  tính löu löôïng Q i cho ñoaïn oáng xeùt (löu yù ñôn vò !, đổi ra m3/s). (7)  Töø soá lieäu heä soá nhaùm n, (2) & (6): i nQ D h F       CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 76 Có giá trị Dùng bảng tra chọn D (nhỏ nhất có thể, Dmin) & từ đó xác định h/D và  tương ứng Xem hướng dẫn chọn Dmin khi có F        D h F CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 77 HƯỚNG DẪN CHỌN Dmin KHI ĐÃ CÓ GIÁTRỊ F  Xét theo thứ tự ưu tiên từ D bé  D lớn hơn: F(h/D) Dmin F(h/D) Dmin <=0.0135 0.3 <=0.335 1.0 <=0.0291 0.4 <=0.545 1.2 <=0.0859 0.6 <=0.988 <=1.607 1.5 1.8 <=0.185 0.8 <=2.129 2.0 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 78 ÔN Lý thuyết tính thủy lực dòng chảy ổn định và đều trong ống tròn không đầy bằng pp. tra bảng  14 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 79 Tính thuûy löïc ñöôøng oáng troøn (vuoâng) chaûy khoâng ñaày baèng phöông phaùp tra baûng (PL3, taøi lieäu Nguyễn Thống). Manning   )s/m( n iR V 2/13/2 i  Vôùi R  baùn kính thuûy löïc D h Dchon D h FR i nQ 3/2         CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 80 (8), (8 bis) & (9)  Tra phuï luïc soá 3 (TLTK) töø giaù trò (7) với giaù trò D(m) nhoû nhaát coù theå (kinh teá !!!). (10) =(6)/(9)  vận tốc TB chảy trong đoạn ống (m/s). (11) =(1)/(10)/60  thời gian nước chảy từ đầu ống đến cuối ống (Tf phút). CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 81 VÍ DỤ TÍNH TOÁN THOÁT NƯỚC MƯA VỚI P/P THÍCH HỢP CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 82 Baøi taäp 1 : Cho moät heä thoáng thoaùt nöôùc möa nhö sô ñoà sau. Coáng troøn coù n=0,02. Cöôøng ñoä möa I theo taàn suaát thieát keá trong khu vöïc laø : Laäp baûng tính xaùc ñònh ñöôøng kính ñöôøng oáng thoaùt nöôùc möa theo phöông phaùp thích hôïp. Tính thôøi gian taäp trung nöôùc veà nuùt 5.         ha s/l 37)ph(T 16000 I C CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 83 A2=5ha C2=0.3, te=12 ’ A1=4ha C1=0.4, te=10 ’ A3=4ha C3=0.4, te=12 ’ A4=5ha, C4=0.3 te=14 ’ 1 2 3 4 5 OÁng 1-3 2-4 3-4 4-5 i% 0.4 0.4 0.4 0.4 L(m) 400 400 400 400 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 84 Baøi taäp 2: Töông töï baøi treân, tuy nhieân khu vöïc daân cö ñaõ thay ñoåi vôùi söï “gia taêng” maät ñoä daân soá laøm cho heä soá doøng chaûy C trong caùc khu vöïc ñaõ taêng 1,5 laàn. a. Xaùc ñònh caùc D trong tröôøng hôïp naøy. b. Tính thôøi gian taäp trung nöôùc veà ñieåm thoaùt nöôùc khu vöïc soá 5. 15 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 85 Bài tập 3: Cho moät heä thoáng thoaùt nöôùc möa nhö sô ñoà sau. Cho bieát coáng troøn coù n=0,018. Cöôøng ñoä möa I theo taàn suaát thieát keá trong khu vöïc laø : Xaùc ñònh ñöôøng kính ñöôøng oáng thoaùt nöôùc möa theo phöông phaùp thích hôïp. Tính thôøi gian taäp trung nöôùc veà nuùt 7.         ha s/l 40)ph(T 16000 I C CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 86 A2=4ha,C2=0.3, te=12’ A1=5ha C1=0.3, te=10 ’ A5=4ha, C5=0.4, te=13’ A4=3ha, C4=0.4, te=12’ 1 2 3 5 A3=4ha, C3=0.4, te=10’ 6 4 OÁng 1-5 2-6 3-4 4-6 5-6 6-7 i% 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 L(m) 400 400 400 400 400 500 A6=3ha, C6=0.3 te=14’ 7 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 87 Baøi taäp 4: Duøng p/p thích hôïp xaùc ñònh D coáng troøn beâ toâng coù heä soá nhaùm n=0.018. Nöôùc möa thu treân caùc dieän tích, chaûy traøn maët taäp trung veà caùc hoá thu nöôùc töông öùng nhö hình veõ. Cöôøng ñoä möa I theo taàn suaát thieát keá trong khu vöïc laø : )h/mm( 40)ph(T 5000 I C   CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 88 A4=4ha C=0.3, te=12 ph A1=4ha C=0.3, te=10 ph A3=4ha C=0.4, te=10 ph A5=3ha, C=0.4, te=13 ph A2=3ha C=0.4, te=12 ph 1 2 3 4 5 7 Ống 1-2 4-5 2-3 2-5 5-7 i% 0.4 0.4 0.4 0.5 0.6 L(m) 500 500 500 500 500 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 89 Bài tập 5: Duøng phöông phaùp thích hôïp, xaùc ñònh D heä thoáng thoaùt nöôùc möa nhö sô ñoà sau. Nöôùc möa sau khi taäp trung seõ thoaùt veà nuùt soá 7. Cho bieát coáng troøn beâ toâng coù heä soá nhaùm n=0.015. Cöôøng ñoä möa I theo taàn suaát thieát keá trong khu vöïc laø : CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 90 A=4ha C=0.4, 12’ A=5ha C=0.2, 12’ A=4ha C=0.4, te= 14’ A=4ha C=0.4, 14’ A=3ha C=0.3, 13’ 3 4 5 6 7 )h/mm( 40)ph(T 5000 I C   1 2 A=3ha C=0.5, 10’ 16 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 91 Soá lieäu veà ñoä doác ñaët oáng i vaø chieàu daøi L caùc ñoaïn oáng nhö sau: Đoạn 1-3 2-3 3-4 4-6 5-6 6-7 i% 0,2 0,2 0,3 0,3 0,2 0,3 L(m) 450 350 400 450 500 450 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 92 Baøi taäp 6: Laáy soá lieäu ví duï treân nhöng trong tröôøng hôïp naøy ñöôøng oáng 5-6 daøi 400m vaø thôøi gian nöôùc chaûy traøn maët taäp trung veà nuùt soá 2 laø 15 phuùt. Tính D caùc ñöôøng oáng theo phöông phaùp thích hôïp. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 93 Baøi taäp 7: Duøng p/p thích hôïp xaùc ñònh D coáng troøn beâ toâng coù heä soá nhaùm n=0.02. Nöôùc möa thu treân caùc dieän tích, chaûy traøn maët taäp trung veà caùc hoá thu nöôùc töông öùng nhö hình veõ. Cöôøng ñoä möa I theo taàn suaát thieát keá trong khu vöïc laø : )h/mm( 40)ph(T 5000 I C   CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 94 A4=4ha C=0.3, te=10 ph A1=4ha C=0.3, te=15 ph A3=4ha C=0.4, te=14 ph A5=3ha, C=0.4, te=12 ph A2=3ha C=0.4, te=13 ph 1 2 3 4 5 7 6 A6=3ha C=0.3, te=10 ph Ống 1-2 6-3 4-5 2-3 2-5 5-7 i% 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 L(m) 400 400 400 400 400 500 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 95 Baøi taäp 8: Xeùt tröôøng hôïp maät ñoä daân cö taêng vaø daãn ñeán heä soá doøng chaûy C taêng 40% so vôùi tröôùc. Tính D caùc ñöôøng oáng trong tröôøng hôïp naøy. CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 96 Baøi taäp 9: Duøng p/p thích hôïp xaùc ñònh D coáng troøn beâ toâng coù heä soá nhaùm n=0.018. Nöôùc möa thu treân caùc dieän tích, chaûy traøn maët taäp trung veà caùc hoá thu nöôùc töông öùng nhö hình veõ. Cöôøng ñoä möa I theo taàn suaát thieát keá trong khu vöïc laø :         ha s/l 30)ph(T 15000 I C 17 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 97 A=4ha C=0.4,t e =10’ A=3ha C=0.4,t e =10’ A=3ha C=0.5, t e =10’ A=2ha, C=0.4,t e =12’ A=3ha C=0.5,t e =12’ 1 2 3 4 8 9 A=4ha C=0.4,t e =10’ 6 5 7 A=4ha C=0.3,t e =10’ Ống 1-2 2-3 4-6 5-6 7-8 6-8 2-8 8-9 i% 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 L(m) 400 400 400 400 400 400 400 400 CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 98 Câu hỏi: Anh (Chị) hãy cho biết những yếu tố có thể làm GIẢM lưu lượng Max khi tính toán thoát nước mưa bằng p/p thích hợp. Tại sao ? CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 99 Bài tập 10: Hệ thống thoát nước mưa được bố trí như hình vẽ, cống tròn bằng bê tông có hệ số nhám n = 0,015, nước mưa xem như tập trung về các hố ga K, H với diện tích A (ha) và hệ số dòng chảy C của từng lưu vực cho trong hình vẽ. Thời gian nước tràn về các hố ga te =10phút, chiều dài L và độ dốc i các cống cho trong bảng sau: CẤP THOÁT NƯỚC Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực. PGS. TS. Nguyễn Thống 100 Cường độ mưa t